Question

(1)2019年诺贝尔化学奖颁给了三位在锂电池领域做出突出贡献的科学家。

①基态锂原子核外有________种不同空间运动状态的电子。

②状态的锂到状态的锂所得的原子光谱是________光谱。

③锂和铍相比，锂的第Ⅱ电离能________（填“>”“<”或“=”）铍的第Ⅱ电离能。

(2)某锂离子电池的正极材料为。

①基态原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）是________。

②磷元素是生物体不可缺少的元素之一，把一种填有的苏打石灰玻璃移植到体内，钙离子和磷酸根离子在玻璃和骨头的间隙中溶出，有助于诱导新的骨骼生成。的结构如图I所示，其中原子的杂化方式是________，是________（填“极性”或“非极性”）分子。

③原子形成的含氧酸有很多种结构，图Ⅱ是某种多聚磷酸根的结构示意图。这种多聚磷酸的化学式为________（用表示磷原子的个数）。

(3)某锂电池负极材料晶体中嵌入两层石墨层中导致石墨堆积方式发生改变，形成如图Ⅲ所示的晶体结构。

①石墨是一种导体，但石墨的导电性只能沿石墨平面的方向，原因是________。

②已知最近碳一碳原子间的距离是，则最近锂一锂离子间的距离是________；石墨层之间的距离是（其中），表示阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度是________（列出计算式即可）。

Answer

2 发射 > 非极性 相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面

【解析】

(1)①锂原子有3个电子；②状态的锂到状态，是激发态到基态；③Li+：1s2，全满，稳定，难失电子。

(2)①Fe是26号元素；②的结构如图I所示，P价层电子对数为4，是具有中心对称的；③根据数学通项公式求得这种多聚磷酸的化学式。

(3)①相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面；②最近锂一锂离子间的距离是3倍石墨中碳碳间的距离，先求石墨一个正六边形的面积，再求晶胞底面面积，再求晶体的密度。

(1)①锂原子有3个电子，基态锂原子核外有2种不同空间运动状态的电子；故答案为2。

②状态的锂到状态，是激发态到基态，因此锂所得的原子光谱是发射光谱；故答案为：发射。

③锂和铍相比，Li+：1s2，Be+,1s22s1，Li+：1s2，全满，稳定，难失电子，锂的第Ⅱ电离能＞铍的第Ⅱ电离能；故答案为：＞。

(2)①Fe是26号元素，基态原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)是；故答案为：。

②的结构如图I所示，P价层电子对数为4，因此P原子的杂化方式是sp3，是具有中心对称的，因此为非极性分子；故答案为：sp3；非极性。

③一个磷原子时为PO43−、P2O74−、P3O105−，根据数学通项公式求得这种多聚磷酸的化学式为；故答案为：。

(3)①石墨是一种导体，但石墨的导电性只能沿石墨平面的方向，原因是相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面；故答案为：相邻碳原子平面之间相隔较远，电子不能从一个平面跳跃到另一个平面。

②已知最近碳一碳原子间的距离是anm，中心与碳原子的距离为apm，则最近锂一锂离子间的距离是3anm；石墨层之间的距离是bnm，石墨一个正六边形的面积为，晶胞中有3个正六边形，一个晶胞中碳原子个数为6个，Li+有1个，该晶体的密度是；故答案为：。